Деформация свободной поверхности

Динамические методы. Среди рассмотренных методов определения поверхностного натяжения только метод капиллярного поднятия и метод равновесной формы капли или пузырька полностью статичны, а в остальных методах измерение связано с более или менее быстрым изменением величины поверхности. Несмотря на это, динамическими принято называть только такие методы, в которых поверхностное натяжение измеряется при ритмичных колебаниях поверхности жидкости. Такие колебания возникают в струях, при деформации капель, а также на поверхности возмущаемой жидкости. Во всех этих случаях стремление жидкости уменьшить свою свободную поверхность, мерой чего является поверхностное натяжение, противодействует увеличению поверхности. Если под [c.121]

Общие затраты энергии, приложенной к твердому телу для его разрушения, складываются из затрат на образование в нем обратимых (упругих) деформаций, необратимых (пластичных) деформаций (дислокаций), преодоление сил сцепления между частицами твердого тела (разрушение решетки), аморфизацию приповерхностного слоя частиц, преодоление сил трения между частицами, а также компенсацию энергии на самозалечивание микротрещин и агрегацию частиц. При грубом измельчении, когда прирост свободной поверхности твердого тела невелик, затраты энергии на деформируемый материал определяются объемом этого материала. [c.296]

Как известно, при пульсационном перемешивании жидких сред почти отсутствует деформация свободной поверхности жидкости, уменьшается опасность перегрева продукта у стенок нагревательного устройства, повышается интенсивность перемешивания. Помимо этих технологических преимуществ по сравнению с аппаратами с вращающимися мешалками, имеются и конструктивные — отпадает необходимость в подшипниках более просты уплотнительные устройства и т. п. [c.94]

Подобное условие получается с использованием энергетического подхода Гриффитса, согласно которому трещина переходит в неустойчивое состояние, когда скорость высвобождения упругой энергии (<1 ) при образовании трещины в пластине превзойдет прирост поверхностной энергии(ёП). В период устойчивого роста трещины, освобождаемая потенциальная энергия расходуется на образование новой поверхности трещины с1 У = с1П = где у - плотность поверхностной энергии (работа, необходимая для образования единицы свободной поверхности). Освобождаемая энергия W пропорциональна объему полости, образованной трещиной и средней энергии деформации [c.120]

Считается, что для данной температуры и скорости деформирования величины Ою и Кю являются постоянными материала. Функция Кс (или Ос) от толщины I максимальна в области малых трещин. При Ос (или Кс) близким к Огс (или Кгс) имеем прямой излом, разрушение происходит путем отрыва и сопротивление разрушению минимально. С уменьшением толщины доля пластической деформации (за счет сближения свободных поверхностей образца, где существует в условиях плоского напряженного состояния большая пластическая зона) и затраты энергии (вследствие энергии, идущей на пластическую дефор- [c.201]

Под воздействием набегающей струи в хрупком теле образуются локальные напряженные области с неоднородными полями напряжений. Напряженное состояние приводит к увеличению начальных трещин и появлению новых. Проникание воды под напором в трещины ослабляет материал и ускоряет разрушение. Под действием импульсного давления в начальной стадии происходит деформация материала, растекание струи в образованной воронке создает движение элементов среды к свободной поверхности. Силовые поля, взаимодействуя с нагруженными зонами, вызывают рост напряжений Б отдельных участках массива и постепенное ослабление структурных связей между частицами хрупкого тела. Уменьшение сил сцепления непосредственно в нагруженной области приводит к дальнейшему росту нормальных и касательных напряжений, и при достижении предельного напряженного состояния происходит нарушение первоначальной структуры - разрушение пре- [c.171]

Любая очень малая сила вызывает движение (деформацию) жидкости, поэтому жидкость не имеет своей формы и принимает форму того сосуда, в котором она находится. Описанные свойства характерны как для обычных, так называемых касательных жидкостей, так и для газов. В гидравлике изучается поведение капельных жидкостей. Эти жидкости в малых объемах стремятся приобрести сферическую форму (шарики воды на горячей сковороде), а в больших - принимают форму сосуда, в который они помещены, и образуют свободную поверхность. [c.6]

Как показано экспериментально [33], рельеф, образующийся на деформированной свободной поверхности при осаживании (сжатии) образцов различных металлов имеет те же элементы структуры и характеризуется той же кинетикой развития поверхности, что и при деформации растяжением.,Отличие состоит лишь в том, что при одинаковых в среднем числовых характеристиках для сжатия характерны несколько больший (по сравнению с растяжением) разброс степени развития микрорельефа на линиях скольжения из-за крайней неравномерности течения металла и чуть менее интенсивное развитие рельефа на границах зерен вследствие более высокой стесненности зерен при обжатии. [c.44]

Изложенные представления о взаимодействии трех процессов экспериментально подтверждены в частности при энергетическом анализе фреттинг-коррозии и усталостного разрушения металлов основанном на изучении совместно протекающих пластической деформации, химических (электрохимических) реакций и процесса образования свободных поверхностей [112]. [c.138]

Изложенные представления о взаимодействии механических, электрохимических и адсорбционных процессов экспериментально подтверждены в ряде исследований и в частности при энергети- ческом анализе фреттинг-коррозии и усталостного разрушения металлов, основанном на изучении совместно протекающих пласти- ческой деформации, химических (электрохимических) реакций и процесса образования свободных поверхностей [129]. [c.147]

Основное влияние на повышение интенсивности массопередачи в разработанных контактных устройствах оказывает плёночное течение одной из фаз с двусторонней развитой свободной поверхностью, которое создаёт условия для интенсивного вихреобразования, ведущего к значительному увеличению активной поверхности и интенсивности взаимодействия фаз. Особая внутренняя структура контактного устройства с различными локальными источниками возмущения и деформации плёнки способствует развитию межфазной и спонтанной мелкомасштабной турбулентности, влияет на обновление межфазной поверхности плёнки. Основными преимуществами контактных устройств являются [c.29]

Электрофизические явления при деформации и разрушении полимеров играют существенную роль автоионизационный механизм является одним из возможных механизмов разрыва полимерных цепей под нагрузкой. При разрушении, сопровождающемся образованием свободных поверхностей, возникает эмиссия электронов. Из этого следует, что к различным видам энергетических потерь при разрушении нужно добавить эмиссию электронов. [c.144]

Продукты сенсибилизации не обязательно должны покрывать всю поверхность кристаллов, потому что образование скрытого изображения на определенных участках приводит к восстановлению всего кристалла в проявителе. Продукты химической сенсибилизации образуются первоначально на наиболее реакционноспособных участках поверхности кристаллов, которыми обычно являются области деформации, включающие линии, по которым границы субструктуры пересекают свободную поверхность кристалла [32]. [c.431]

Уравнения (1.16), (1.17) описывают упруго-гравитационный режим фильтрации, при котором приращения удельных расходов вдоль координатных осей компенсируются деформациями водоносной толщи грунтов и изменением положения свободной поверхности потока. Если жидкость и водоносная толща несжимаемы, то р = О, и эти уравнения описывают жесткий гравитационный режим фильтрации. В напорном пласте = О, и тогда имеет место деформационный (упругий) режим фильтрации. [c.23]

Итак, деформирование полимера в адсорбционно-активной среде переводит его в качественно новое состояние в том смысле, что основным фактором, определяющим свойства вещества, становится гетерогенность его структуры, характеризующаяся высокой степенью дисперсности. Как было показано, наличие высокоразвитой свободной поверхности и связанного с ней избытка свободной энергии приводит к появлению у полимерного тела способности к большим обратимым деформациям не энтропийной природы. Таким образом, можно говорить об особом виде упругости полимерных тел, связанном с уменьшением внутренней энергии, которая, в свою очередь, определяется уменьшением поверхностной энергии за счет коагуляции высокодисперсного вещества микротрещин. Следует подчеркнуть еще раз, что при температурах, далеких от температуры стеклования, невозможно проявление сегментальной подвижности макромолекул, приводящей к большим обратимым деформациям, а изменение [c.47]

Воспламенение аварийного фонтана разрядами статического электричества является следствием целого ряда причин, в основе которых лежат такие явления, как трибоэлектрический эффект (заряжение трением), возникающий прн взаимном трении движущихся частиц потока и неподвижных конструкций, изменение агрегатного состояния фонтанирующего вешеетва, распыление жидкой фазы в составе струи, деформация фонтанирующей струи при ударе о твердое препятствие и т. д. Факторами, увеличивающими вероятность воспламенения фонтана от разрядов статического электричества, являются увеличение скорости истечения (повышение дебита фонтана), появление в составе струи твердых или жидких компонентов, механическое воздействие на фонтанирующую струю, приводящее к изменению ее формы, удар струи о свободную поверхность жидкости (например, нефти или конденсата, разлитых у устья скважины). [c.35]

Кроме радиуса центрального вихря Гзовский исследовал форму свободной поверхности жидкости, принимая, что она однозначно характеризует гидродинамическое состояние жидкости в аппарате с мешалкой и мош ность, расходуемую на перемешивание. На основе более поздних исследований, выполненных в лаборатории Лен-НИИХиммаша [163], было, однако, доказано, что мешалки одного и того же диаметра, но разной конструкции, вызывают при одной и той же мош ности, расходуемой на перемешивание, различную деформацию свободной поверхности жидкости (образуется воронка разной глубины). [c.98]

Детальное исследование [96, 97] уточненной Пальмом системы уравнений для У W Z показало, что вблизи R = R при достаточно больщих 7 устойчивы только щестиугольные ячейки, причем вывод о зависимости направления циркуляции от знака 7 сохраняет свою силу. В частности, щестиугольные ячейки возможны и при подкритических значениях R, если начальное возмущение имеет пространственную структуру, соответствующую таким ячейкам, и достаточно большую амплитуду (жесткое возбуждение). Зегель [98], анализируя уравнения вида, аналогичного (3.25), включил в рассмотрение более широкий набор взаимодействующих мод. Он нашел, что двумерные валы, будучи неустойчивыми непосредственно за точкой бифуркации R = R , при дальнейшем росте R при некотором значении R становятся устойчивыми, а при еще большем R теряют свою устойчивость шестиугольники. В дальнейшем Дэвис и Зегель [99] получили аналогичный результат при использовании такого рода техники, допуская вариацию с температурой не только вязкости, но и других материальных параметров среды, а также деформацию свободных поверхностей слоя. [c.67]

Деформация свободной поверхности. До сих пор везде предполагалось, что фаницы слоя не деформируются, даже если являются свободными в смысле отсутствия на них тангенциальных напряжений. Согласно Дэвису и Зегелю [99], учет деформируемости свободных поверхностей (одной или обеих) дает эффекты того же типа, что и отклонения от приближения Буссинеска. Этот вывод был получен в пренебрежении поверхностным натяжением, но влияние деформации ощутимо лишь в очень тонких слоях, когда существенно и влияние поверхностного натяжения. [c.80]

Из приведенных асимптотических формул видно, что при уменьшении расстояния от конца трещины напряжения неограниченно растут и при г = О равны бесконечности . Но задолго до бесконечности перестает быть справедливым закон Гука и вступают в силу нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями - развивается интенсивная пластическая деформация, а напряжения оказываются ограниченными. Но не только в этом причина ограниченности напряжений. При точном рещении задачи теории упругости напряжения также будут ограниченными по величине даже в идеально упругом теле, когда линейный закон Гука справедлив для малых объемов непосредственно у поверхности разреза. Дело в том, что в математическом решении, из которого затем были получены асимптотические формулы для напряжений, граничные условия относились не к деформированной поверхности разреза, а сносились на ось х. У конца трещины в результате деформации возникают значительные изменения углов наклона свободных поверхностей (велики градиенты перемещений). Точная постановка задачи теории упругости требует соблюдения граничных условий на текущей поверхности разреза, т. е. на той, которая получается при деформации тела внешними нагрузками. При этом задача становится нелинейной и сложной. Образующийся в конце разреза малый, но конечный радиус кривизны, возрастает с ростом величины внешних нагрузок и обеспечивает ограниченные (хотя и большие) напряжения. [c.168]

Длина L свободного пробега квазичастиц в ферми-жидкости, по Ландау, пропорциональна Квазичастицы могут принимать участие в распространении звука, если его длина волны много больше L. При достаточно низких температурах величина L сравнима с и звук распространяться не может. Но, как показал Л. Д. Ландау, в этих случаях возникает особый вид движения, обусловленный квантовокогерентными свойствами жидкости в окрестности О К- Это движение было названо нулевым звуком. Оно сопровождается периодическими деформациями ферми-поверхности в пространстве импульсов. В ходе этих деформаций ферми-поверхность перестает быть сферой и вытягивается в направлении распространения пулевого звука. Скорость нулевого звука немного превышает скорость обычного звука. Нулевой звук в жидком Не был обнаружен и изучен В. Р. Абелем, А. К. Андерсоном и Д. К- Уитли [85]. [c.259]

В начале основного периода комплекс-сырец всегда имеет пластическую структуру. Находящаяся между нормально расположенными на поверхности капель масла кристаллами комплекса водная фаза является связанной. В пластическом комплексе-сырце дисперсной фазой является сумма масляная фаза + комплекс + связанная водная фаза , дисперсионной средой — свободная водная фаза. По мере комплексообразования объем дисперсной фазы растет, а объем дисперсионной среды уменьшается, что вызывает прогрессивное увеличение вязкости комплекса-сырца. Очевидно, что с увеличением М. В повышение вязкости происходит быстрее. На некотором этапе комплексообразования капли масла сблизятся вплотную друг к другу и комплекс-сырец потеряет подвижность. При дальнейшем комплексообразовании и связанной с ним иммобилизацией водной фазы между каплями создается разряжение, и капли прижимаются друг к другу избыточным внешним давлением — Др, которое в дальнейшем резко возрастает Это Ар стремится деформировать капли масла, а капиллярные силы, действующие в зазорах между торцами кристаллов комплекса, смоченными масляной фазой, препятствуют этому, придавая оболочкам некоторую жесткость. Капиллярные силы растут с уменьшением зазоров между кристаллами комплекса, а действие их на форму капель усиливается с уменьшением размера последних. Средняя величина зазоров между кристаллами комплекса обратно пропорциональна удельной скорости комплексообразования. Так как размер капель и удельная скорость комплексообразования уменьшаются с увеличением выхода комплекса, то по мере комплексообразования жесткость оболочек капель должна проходить через максимум. После того, как Др превысит капиллярные силы, капли начнут деформироваться, а их поверхность увеличиваться, обеспечивая условия для образования новых кристаллов комплекса. Если удельная скорость комплексообразования большая, то возникающая при деформации капель поверхность сразу же покрывается кристаллами комплекса и снижение жесткости оболочек не происходит. В этом случае деформация капель только способствует их самодис-пергированию. Если же удельная скорость комплексообразования мала, то возникающая при деформации капель поверхность не успевает покрыться кристаллами комплекса, поэтому зазоры между ними увеличиваются, что снижает жесткость оболочек капель. В итоге целостность оболочек нарушается и капли сливаются. Появление в комплексе-сырце макроскопических включений масляной фазы свидетельствует о переходе его структуры из пластической в промежуточную. Следовательно, для данного соотношения жидких фаз изменение структуры комплекса-сырца происходит при определенном соотношении размера капель и удельной скорости комплексообразования. Разрушение оболочек в первую очередь происходит у более крупных капель, т. к. они легче деформируют- [c.105]

Если в качестве базы используется тело болта, и возможен свободный доступ к его торцам, то контролю подлежит изменение его длины. В противном случае тело болта препарируют, в него помещают встроенные индикаторы (тензорезисторы либо металлические стержни с известными физико-механическими свойствами). Иногда для определения усилий затяжки контролируют деформацию шайб специальной конструкции (концентрических, индикаторных колец, пневмотензошайб). Могут быть использованы также специальные покрытия головки болта, цвет которых изменяется при изменении напряжения. Изучаются возможности контроля осевых усилий по деформации торцовой поверхности головки болта с помощью наклеенных на нее тензодатчиков или с применением методов оптической голографии. [c.181]

Поле макроскопических напряжений в монокристалле можно рассчитать, пользуясь уравнением термоупругости, в котором вместо температурной деформащш ХтТ необходимо ввести концентращюнную ХсС. В этом случае тензор второго ранга %с будет характеризовать деформацию кристаллической решетки в результате захвата примесей. Соответственно, распределение примеси в монокристалле со свободной поверхностью приведет к концентрационному изгибу с кривизной, определяемой как [c.47]

Максимально возможное значение коэффициента j 2,6. .. 3,0 соответствует объемно-напряженному состоянию в условиях плоской деформации, которое может иметь место в локальной зоне у вершины поверхностной или внутренней трещины, вершина которой достаточно отстоит от свободных поверхностей конструктивного элемента [16, 121]. В этом случае хрупкий оарьт может наступать при крайне ограниченной пластической деформации, предшествующей моменту страгивания трещины. Отсюда следует, что. анализ условий реализации характерных типов разрушения (хрупкого, квазихрупкого, вязкого) целесообразно проводить применительно к максимально жесткому НДС, то есть при растяжении элементов с поверхностной трещиной. [c.214]

При а = Оо скорость роста микротрещины бесконечно мала, вследствие чего все виды потерь, зависящие от скорости деформации, равны нулю. Поэтому расчет сго справедлив и для хрупкого, и для квазихрупкого состояния с тем отличием, что коэффициенты концентрации напряжений при одном и том же значении /о будут различны. Коэффициенты 3 рассчитываются по формулам механики разрушения, приведенным в гл. 4. Там же показано, что при о = 0 энергия, идущая на разрыв химической связи, состоит из двух частей LJq= Uo—Uo)- -Uq, где (i/o—i/o )—энергия, идущая на образование свободных поверхностей (свободная поверхностная энергия), а Uo—механические потери третьего вида (Qa — поверхностные потери), не зависящие от скорости роста микротрещины и не исчезающие при сг=(Го и 0 = 0. При а=сго упругая энергия целиком переходит в свободную поверхностную энергию, которая пропорциональна Uq—Uo, а оставшаяся часть потенциального барьера преодоле- [c.168]

Особый интерес представляет случай больших обратимых деформаций в условиях, когда гибкость макромолекул полностью подавлена. Например, пленки изотактического ПП с размерами сферолитов 80—150 мкм обнаруживают способность к пластической деформации даже при Гв = —196°С, что примерно на 180 °С меньше Гст [88]. Предельное удлинение, полученное при растяжении этих пленок со скоростью 0,5 мм/мин, составляло 140 /о. Но, несмотря на образование шейки, никаких структурных превращений на молекулярном уровне не наблюдалось (большеугловые рентгенограммы имеют вид колец с равномерным распределением интенсивности). Упругий возврат образца после снятия нагрузки происходит сразу на большую величину, а при постепенном размораживании всего лишь до 10 °С исходные размеры полностью восстанавливаются. По-видимому, здесь мы действительно имеем в чистом виде деформацию полимера, протекающую только на надмолекулярном уровне, без разрушения порядка в расположении молекулярных цепей. Возможно, упругий возврат в этом случае протекает за счет энергетической упругости, возникшей как следствие образования в системе новых свободных поверхностей, поскольку при отсутствии сегментального движения энтропийных сил недостаточно, чтобы вызвать сокращение образца после разгрузки. Предположение это достаточно правдоподобно, но нуждается в дополнительной экспериментальной проверке. [c.207]

До сих пор рассматривались напряжения и деформации, действующие в одном направлении, тогда как во многих практических проблемах необходимо считаться с определенной степенью двух-осности, т. е. действием приложенных в точке напряжений в двух ортогональных направлениях. Большое практическое значение имеет напряженное состояние на свободной поверхности, где компонент третьего напряжения равен нулю тем не менее этот компонент не должен игнорироваться. Так, например, третье напряжение может быть существенным на внутренней поверхности сосуда, предназначенного для работы при весьма высоком давлении. Для практических расчетов эквивалентного напряжения при сложнонапряженном состоянии с использованием характеристик материала, полученных при испытаниях в условиях одноосного напряженного состояния, необходимо иметь проверенные теории. [c.63]

При разрушении твердых тел возможны след, виды механич. потерь 1) деформационные потери, обусловленные внутренним трением при обратимых и пластич. деформациях, предшествующих разрушению они особенно велики в вершинах микротрещин, на границах дефектов и в др. местах перенапряжений 2) динамич. потери, обусловленные переходом части упругой энергии деформирования в кинетич. энергию движения стенок растущей трепщны и разлетаюпщхся осколков 3) потери вследствие рассеяния упругой энергии межатомных связей при их разрыве. Этот вид потерь обусловлен тем, что разрыву химич. связи предшествует квазистатич. процесс ее растяжения, при к-ром значение квазиупругой силы межатомной связи постепенно-увеличивается, достигая максимального (разрывного) значения. При разрыве связи атомы, вышедшие на образовавшуюся поверхность, рассеивают избыточную энергию в виде неравновесных тепловых колебаний (фононов). Третий вид потерь локализован у вершин микротрещин на границе перехода от свободной поверхности к сплошной среде (т. наз. поверхностные потери первые два вида потерь происходят в объеме материала). [c.113]

По Ребиндеру, адсорбция поверхностно-активных веществ при отсутствии химического взаимодействия понижает предел упругости, прочность, твердость. Связано это с тем, что при деформации в поверхностном слое твердого тела возникают микротрещины. Адсорбционные слои блокируют устье щелей и препятствуют их смыканию ( залечиванию ). Дефекты твердого тела обладают избыточной свободной энергией и служат активными центрами адсорбции. По дефектам структуры происходит поступление сорбционных молекул с поверхности к местам" зарождения трещин в объеме. Кроме того, адсорбция, понижая поверхностную энергию, приводит к увеличению размеров и числа микрот )ещин, поэтому адсорбционное понижение прочности особенно проявляется в телах с высокой степенью дефективности структуры. Среда способствует образованию трещин потому, что минимальное число дислокаций, необходимое для возникновения щели, пропорционально величине межфазной поверхностной энергии, поэтому снижение поверхностной энергии в результате взаимодействия поверхности со средой (адсорбционного или химического) приводит к облегчению разрушения твердого тела. При разрушении развитее уже существующей трещины связано с работой создания свободной поверхности, слагающейся из величины межфазной свободной поверхностной энер- [c.145]

Третий вид потерь рассмотрен Бартеневым и Разумовской на основании молекулярной модели микротрещипы. При развитии микротрещины происходит разрыв связей между атомами в месте перехода от свободной поверхности к сплошной среде. При этом после разрыва каждой связи вершина трещинь1с перемещается на межчастичпое расстояние. Разрыву связи (а следовательно, и элементарному акту перемещения вершины трещины) предшествует ее деформация, в процессе которой квазиупругая сила между атомами достигает максимального значения, а после разрыва связи — уменьшается, приближаясь к нулю. После разрыва связи избыточная энергия рассеивается атомами, вышедшими на свободную поверхность нри их колебаниях. Потери этого типа пропорциональны числу разорванных связей, но не зависят от скорости роста трещин. [c.157]

По мере развития деформации возможность такого рода коагуляции будет непрерывно возрастать из-за увеличения продольных размеров фибрилл, а также из-за уменьщения ограничений их подвижности, вносимых недеформированной частью полимера. Все это приводит к тому, что фибриллизованный высокодисперсный материал получает возможность при высоких степенях растяжения эффективно уменьшать свою свободную поверхность. Так как в условиях растяжения это возможно только при слипании соседних фибрилл друг с другом боковыми поверхностями, то это приводит к наблюдаемому в экспериментах уменьшению сечения образцов, деформированных до высоких степеней растяжения (рис. 1.12). [c.30]

Было высказано также предположение, что упругость полипропилена ниже его температуры стеклования может обусловливаться не энтропийным фактором — изменением числа возможных конформаций макромолекул или их агрегатов при деформировании, а энергетическим — изменением свободной поверхностной энергии надмолекулярных элементов (фибрилл, пачек) при их относительном скольжении. Такая возможность обеспечивается тем, что кристаллизующиеся полимеры являются неоднородными образованиями, и надмолекулярные структуры в них способны к образованию границ раздела и свободной поверхности. Это предположение было подтверждено анализом соотношений энтропийной и энергетической составляющих общей деформации среднесферолитного полипропилена в области низких температур [135]. Было показано, что упругость полипропилена имеет энергетический характер, а энтропия даже увеличивается при деформировании полимера. [c.71]